(57)【要約】【課題】劈開によらずミラー端面を形成可能な構造を有する半導体光素子を提供する。【解決手段】活性領域１７は、第１導電型III−V化合物半導体領域１３と第２導電型III−V化合物半導体領域１５との間に設けられている。ＩｎＰ半導体領域１９は、活性領域１７の端面１７ａを覆う。活性領域１７は、所定の軸Ａｘに沿って伸びている。第１導電型III−V化合物半導体領域１３は第１導電型のＩｎＰ基板２１を含む。ＩｎＰ基板２１は、所定の軸Ａｘに交差する平面に沿って伸びる第１の端面２１ａおよび第２の端面２１ｂを有する。活性領域１７は、ＩｎＰ基板２１上に設けられている。ＩｎＰ半導体領域１９の表面１９ａの位置Ｐ０は、所定の軸Ａｘの方向に関して、ＩｎＰ基板２１の第１の端面２１ａの位置Ｐ１とＩｎＰ基板２１の第２の端面２１ｂの位置Ｐ２との間に位置している。【選択図】図１
2006245132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体光素子を作製する方法であって、
ＩｎＰ半導体領域上に設けられた活性層の端面が現れる側面を有する溝を、前記活性層を含むIII−V化合物半導体領域に、前記ＩｎＰ半導体領域に到達する深さまで前記III−V化合物半導体領域をエッチングして形成する工程と、
前記ＩｎＰ半導体領域内の構成原子のマストランスポートを引き起こして、前記活性層の前記端面上にＩｎＰを形成する工程と
を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記活性層の前記端面上にＩｎＰを形成した後に、原料ガスを供給して、前記活性層の前記端面上にＩｎＰを成長する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載された方法。
【請求項３】
前記III−V化合物半導体領域は、ＩｎＰウエハの（１００）面上に形成されており、
前記溝は、［０１１］方向および［０１−１］方向の少なくともいずれか一方向に伸びており、
前記活性層の前記端面上の前記ＩｎＰの表面は（０１−１）面または（０１１）面を有する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された方法。
【請求項４】
前記溝に沿って前記ＩｎＰウエハを切断する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項３に記載された方法。
【請求項５】
前記活性層の前記端面は、前記ＩｎＰウエハの（１００）面に対して６０度以上８０度以下の角度を成す面に沿っている、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された方法。
【請求項６】
第１導電型III−V化合物半導体領域と、
第２導電型III−V化合物半導体領域と、
前記第１導電型III−V化合物半導体領域と前記第２導電型III−V化合物半導体領域との間に設けられた活性領域と、
前記活性領域の端面を覆うＩｎＰ半導体領域と
を備え、
前記第１導電型III−V化合物半導体領域は、第１および第２の端部を有するＩｎＰ基板を含み、
前記活性領域は、前記第１の端部から前記第２の端部への方向に向いた所定の軸に沿って伸びており、
前記ＩｎＰ半導体領域は、前記所定の軸の方向に関して、前記ＩｎＰ基板の前記第１の端部の位置と前記ＩｎＰ基板の前記第２の端部の位置との間に位置する側面を有している、半導体光素子。
【請求項７】
前記ＩｎＰ半導体領域の前記側面は（０１１）面または（０１−１）面を有する表面を有しており、
前記活性領域の端面は、（０１１）面または（０１−１）面に対して傾斜する面に沿っている、ことを特徴とする請求項６に記載された半導体光素子。
【請求項８】
前記活性領域は、アルミニウム元素を含むIII−V化合物半導体層を有する、ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載された半導体光素子。
【請求項９】
前記第１導電型クラッド領域上に設けられた第１導電型コンタクト層を更に備え、
前記第１導電型コンタクト層は、前記ＩｎＰ半導体領域と隔置されている、ことを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか一項に記載された半導体光素子。
【請求項１０】
前記ＩｎＰ半導体領域は、プロトン注入された領域を含む、ことを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれか一項に記載された半導体光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光素子および半導体光素子を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、III-Ｖ族化合物半導体の主面に対し、できるだけ垂直な端面を切り出すための方法が記載されている。この方法では、エッチングマスク層をIII-Ｖ族化合物半導体上に形成する。エッチングマスク層は、III−Ｖ族化合物半導体の主面に対し垂直な端面を持つことを要する構造体の平面形状に整合する形状を有し、垂直な端面を形成すべき位置に沿って［０−１−１］方向に直交する縁を有する。このエッチングマスク層を用いて、塩化アルキルガスをエッチングガスとして気相エッチングを行っている。
【０００３】
特許文献２には、半導体レーザが記載されている。この半導体レーザの作製では、｛１１１｝面に垂直な面方位を有する（１−１０）ｐ−ＩｎＰ基板上に、＜−１−１１＞方向に沿って導波路ストライプを形成し、エッチングにより導波路両端に｛１１１｝面の端面ミラーを形成する。これにより、劈開によらず、エッチングにより垂直・平滑な端面ミラーを得て、発振閾値が小さく集積化が容易な半導体レーザを得ている。
【０００４】
特許文献３では、高出力においてもＣＯＤ破壊が生じることなく、かつキンクレベルが高い半導体発光装置が記載されている。活性層は、光ガイド層上であって端面近傍を除く部分に形成されている。第２導電型第１クラッド層は、活性層上に形成されている。電流ブロック層は、第２導電型第１クラッド層上に形成された開口部を有する。開口部は両端面にまでは達しない。第２導電型第２クラッド層は、開口部上の少なくとも一部に形成されている。
【０００５】
特許文献４には、半導体レーザの製造方法が記載されている。この半導体レーザの作製では、基板上に活性層を含む積層構造の成長表面を気相成長装置のサセプタまたはレーザバー固定用治具と密着させて、活性層より禁制帯幅の大きな半導体層を窓層として成長する。気相成長装置から取り出し後に、積層構造の成長表面の反対側の表面と共板器端面との角部に発生する異常成長部を除去している。つまり、レーザバーを作製した後に、レーザバーの端面に窓層を形成して、そして異常成長部を除去している。
【特許文献１】特開平１０−２４２５８２号公報
【特許文献２】特開平５−９０６９４号公報
【特許文献３】特開２００１−２４２７６号公報
【特許文献４】特開平４−２１６６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された半導体レーザでは、活性層の端面が露出してしまう。特許文献２に記載された半導体レーザでは（１００）面を有する基板を使えないので、良好な活性層構造を成長することが困難である。また、直交する（０１１）面で劈開が出来ないので、扱いやすい直方体のレーザチップを切り出すことが困難である。特許文献３に記載された半導体発光装置では、依然として端面は劈開で作製される。特許文献４に記載された方法では、成長済みウエハからレーザバーを形成した後に、レーザバーの端面に窓層を再成長しているので、作製が煩雑である。
【０００７】
求められていることは、半導体レーザといった半導体光素子にミラー端面を平易な方法で形成することである。
【０００８】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、劈開によらずミラー端面を形成可能な構造を有する半導体光素子を提供することを目的とし、またその半導体光素子を作製する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面は半導体光素子を作製する方法である。この方法は、（ａ）ＩｎＰ半導体領域上に設けられた活性層の端面が現れる側面を有する溝を前記活性層を含むIII−V化合物半導体領域に、前記ＩｎＰ半導体領域に到達する深さまで前記III−V化合物半導体領域をエッチングして形成する工程と、（ｂ）前記ＩｎＰ半導体領域内の構成原子のマストランスポートを引き起こして、前記活性層の前記端面上にＩｎＰを形成する工程とを備える。
【００１０】
この方法では、III−V化合物半導体領域に形成された溝の側面にＩｎＰを形成しているので、該側面に現れた活性領域の端面上にはＩｎＰ結晶が成長する。このＩｎＰ結晶の側面はミラー面を形成している。
【００１１】
本発明に係る半導体光素子は、前記活性層の前記端面上にＩｎＰを形成した後に、原料ガスを供給して、前記活性層の前記端面上にＩｎＰを成長する工程を更に備えることができる。この方法によれば、マストランスポートにより得られるＩｎＰの厚さより大きなＩｎＰ層が得られる。
【００１２】
本発明に係る方法では、前記III−V化合物半導体領域は、ＩｎＰウエハの（１００）面上に形成されており、前記溝は、［０１１］方向および［０１−１］方向の少なくともいずれか一方向に伸びており、前記活性層の前記端面上の前記ＩｎＰの表面は（０１−１）面または（０１１）面を有することが好ましい。この方法によれば、半導体光素子のチップを形成するに先立って、劈開によること無く作製されたミラー面を作製できる。
【００１３】
本発明に係る方法は、前記溝に沿って前記ＩｎＰウエハを劈開により切断する工程を更に備えることができる。この方法によれば、半導体光素子のチップを劈開でも作製可能であると共に、劈開によること無く作製されたミラー面を得ることができる。
【００１４】
本発明に係る方法では、前記活性層の前記端面は、前記ＩｎＰウエハの（１００）面に対して６０度以上８０度度以下の角度を成していることが好ましい。この方法によれば、マストランスポートによりＩｎＰを成長したときに、該ＩｎＰの表面に（０１１）面または（０１−１）面が現れやすい。
【００１５】
本発明の別の側面に係る半導体光素子は、（ａ）第１導電型III−V化合物半導体領域と、（ｂ）第２導電型III−V化合物半導体領域と、（ｃ）前記第１導電型III−V化合物半導体領域と前記第２導電型III−V化合物半導体領域との間に設けられた活性領域と、（ｄ）前記活性領域の端面を覆うＩｎＰ半導体領域と
を備え、前記第１導電型III−V化合物半導体領域は、第１および第２の端部を有するＩｎＰ基板を含み、前記活性領域は、前記第１の端部から前記第２の端部への方向に向いた所定の軸に沿って伸びており、前記ＩｎＰ半導体領域は、前記所定の軸の方向に関して、前記ＩｎＰ基板の前記第１の端部の位置と前記ＩｎＰ基板の前記第２の端部の位置との間に位置する側面を有している。
【００１６】
この半導体光素子によれば、ＩｎＰ半導体領域の側面は、ＩｎＰ基板の第１の端部の位置と第２の端部の位置との間に位置しているので、劈開により形成されないミラー面である。
【００１７】
また、本発明に係る半導体光素子では、前記ＩｎＰ半導体領域の前記側面は（０１１）面または（０１−１）面を有しており、前記活性領域の端面は（０１１）面または（０１−１）面に傾斜する面に沿っている。傾斜した活性領域の端面にＩｎＰを成長すると、（０１１）面または（０１−１）面を有するミラー面が提供される。
【００１８】
本発明に係る半導体光素子では、前記活性領域は、アルミニウム元素を含むIII−V化合物半導体層を有することが好ましい。この半導体光素子では、活性領域がＩｎＰで覆われているので、アルミニウム元素を含むIII−V化合物半導体層が露出しない。
【００１９】
本発明に係る半導体光素子では、前記第１導電型クラッド領域上に設けられた第１導電型コンタクト層を更に備え、前記第１導電型コンタクト層は、前記ＩｎＰ半導体領域と隔置されていることが好ましい。この半導体光素子によれば、第１導電型コンタクト層が、クラッドに繋がるＩｎＰ半導体領域に接触しない。
【００２０】
本発明に係る半導体光素子では、前記ＩｎＰ半導体領域は、プロトン注入された領域を含むことが好ましい。この半導体光素子によれば、クラッドに繋がるＩｎＰ半導体領域が、プロトン注入により高抵抗になる。
【００２１】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、劈開によらずミラー端面を形成可能な構造を有する半導体光素子が提供される。また、本発明に係る半導体光素子を作製する方法よれば、半導体光素子のミラー端面を劈開によらず形成する方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。添付図面を参照しながら、本発明の半導体光素子および半導体光素子を作製する方法に係る実施の形態を説明する。引き続く説明では、半導体光素子の一例として、半導体レーザを説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る半導体レーザを示す図面である。半導体レーザ１１は、第１導電型（例えばｎ型）のIII−V化合物半導体領域１３と、第２導電型の（例えばｐ型）III−V化合物半導体領域１５と、活性領域１７と、ＩｎＰ半導体領域１９とを備える。活性領域１７は、第１導電型III−V化合物半導体領域１３と第２導電型III−V化合物半導体領域１５との間に設けられている。ＩｎＰ半導体領域１９は、活性領域１７の端面１７ａを覆う。活性領域１７は、所定の軸Ａｘに沿って伸びている。第１導電型III−V化合物半導体領域１３は第１導電型のＩｎＰ基板２１を含む。ＩｎＰ基板２１は、所定の軸Ａｘに交差する平面に沿って伸びる第１の端面２１ａおよび第２の端面２１ｂを有する。活性領域１７は、ＩｎＰ基板２１上に設けられている。ＩｎＰ半導体領域１９の表面１９ａの位置Ｐ０は、所定の軸Ａｘの方向に関して、ＩｎＰ基板２１の第１の端面２１ａの位置Ｐ１とＩｎＰ基板２１の第２の端面２１ｂの位置Ｐ２との間に位置している。
【００２５】
この半導体レーザ１１によれば、ＩｎＰ半導体領域１９の表面１９ａは、ＩｎＰ基板２１の第１の端面２１ａの位置と第２の端面２１ｂの位置との間に位置しているので、劈開により形成されないミラー面となる。ＩｎＰ半導体領域１９は、製造中に露出されたＩｎＰ領域（例えばＩｎＰウエハ等）からのマストランスポートにより形成される。これ故に、ＩｎＰ半導体領域１９は、活性領域１７の端面１７ａ（より好ましくは、III−V化合物半導体領域１３の端面１３ａの一部、III−V化合物半導体領域１５の端面１５ａ一部または全部）を覆う。ＩｎＰ半導体領域１９の表面１９ａは、エッチング等による加工により形成されるものではなく、マストランスポートによる結晶成長により形成される。
【００２６】
半導体レーザ１１は、例えば、図１に示されるように、埋め込み構造を有している。活性領域１９は、メサ部２３において、第１導電型クラッド層２５と第２導電型クラッド層２７との間に設けられている。メサ部２３は、ＩｎＰ基板２１上に設けられたブロック領域２９により埋め込まれている。メサ部２３およびブロック領域２９上には、別の第２導電型クラッド層３１が設けられている。ブロック領域２９は、例えば、ＩｎＰ基板２１上に設けられた第２導電型のブロック層２９ａと、第２導電型のブロック層２９ａ上に設けられた第１導電型のブロック層２９ｂとを含むことができる。III−V化合物半導体領域１５は、第２導電型クラッド層２７および別の第２導電型クラッド層３１により構成される。III−V化合物半導体領域１３は、ＩｎＰ基板２１に加えて第１導電型クラッド層２５を含む。
【００２７】
ＩｎＰ基板２１は、所定の軸Ａｘの方向に配列された第１の領域２１ｃおよび第２の領域２１ｄを含む。活性領域２１等を含むメサ部２３は第２の領域２１ｄ上に設けられており、メサ部２３の一部および全部は、第１の領域２１ｃ上には存在しないように除かれており、この結果、活性領域２１は、第１の領域２１ｃ上には存在しない。ＩｎＰ基板２１は、第３の領域２１ｅを含むことができる。第１の領域２１ｃは、第２の領域２１ｄと第３の領域２１ｅとの間に位置している。メサ部２３の一部および全部は、第１の領域２１ｃと同様に、第３の領域２１ｅ上には存在しないように除かれている。
【００２８】
半導体レーザ１１は、別の第２導電型クラッド層３１上に設けられたコンタクト層３３を含む。コンタクト層３３上には、保護膜３５が設けられている。保護膜３５上には、アノード電極といった第１の電極３７が設けられている。第１の電極３７は、保護膜３５に設けられた開口を通してコンタクト層３３に接続されている。ＩｎＰ基板２１の裏面２１ｆには、カソード電極といった第２の電極３９が設けられている。保護膜３５は、ＩｎＰ半導体領域１９の表面１９ａを覆っていることが好ましく、またＩｎＰ基板２１の第１の領域２１ｃ（存在する場合には、第３の領域２１ｅ）上にも設けられていることが好ましい。第１の電極３７および第２の電極３９からのキャリアが活性領域２１に注入される。注入されたキャリアが再結合すると、光が発生する。活性領域１７の端面１７ａが、活性領域からの光の波長に対応するバンドギャップより大きなバンドギャップの材料の半導体領域１９で覆われているので、高出力動作において劣化すること（光学損傷：ＣＯＤ）が抑制される。
【００２９】
半導体レーザ１１の一例は、
III−V化合物半導体領域１３
ＩｎＰ基板：（１００）面ｎ型ＩｎＰ半導体
第１導電型クラッド層２５：ｎ型ＩｎＰ半導体
III−V化合物半導体領域１５
第２導電型クラッド層２７：ｐ型ＩｎＰ半導体
第２導電型クラッド層３１：ｐ型ＩｎＰ半導体
ＩｎＰ半導体領域１９：マストランスポートにより成長される
活性領域１７：ＩｎＧａＡｓＰ半導体、量子井戸構造
ブロック領域２９：
第２導電型のブロック層２９ａ：ｐ型ＩｎＰ半導体
第１導電型のブロック層２９ｂ：ｎ型ＩｎＰ半導体
コンタクト層３３：ｐ型ＩｎＧａＡｓ半導体
保護膜３５：シリコン酸化膜
である。ブロック領域２９は、ｐｎ埋め込む構造に替えて、半絶縁性材料を用いて埋め込む構造を有することができる。活性領域２１の構造としては、ＭＱＷ構造、ＳＱＷ構造等を用いることができる。半導体レーザとしては、例えば、ファブリペロー（ＦＰ）型半導体レーザまたは分布帰還（ＤＦＢ）型半導体レーザに適用されることができる。所定の軸Ａｘは、＜０１１＞方向または＜０１−１＞方向に向けられることが好ましい。
【００３０】
半導体光素子１１では、活性領域１７は、アルミニウムを含むIII−V化合物半導体層を有することが好ましく、このIII−V化合物半導体層の材料としては、例えばＡｌＧａＩｎＡｓ半導体を用いることができる。この半導体光素子１１では、活性領域２１がＩｎＰで覆われているので、アルミニウムを含むIII−V化合物半導体層が露出しない。アルミニウムを用いる半導体レーザによれば、特に、高出力動作において劣化すること（光学損傷：ＣＯＤ）が抑制される。また、半導体レーザの信頼性が向上される。
【００３１】
図２（Ａ）は、第１の実施の形態に係る半導体レーザ１１ａの一変形例を示す図面である。半導体光素子１１ａでは、第１導電型コンタクト層３３ａは、ＩｎＰ半導体領域１９と隔置されていることが好ましい。この半導体光素子１１ｂによれば、第１導電型コンタクト層３３ａが、クラッドに繋がるＩｎＰ半導体領域１９に接触しない。コンタクト層３３ａは、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて形成される。ＩｎＰ半導体領域１９の表面１９ａは、ＩｎＰ基板の端面２１ａよりも内側に後退した位置にある。好適な実施例では、位置Ｐ０と位置Ｐ１との間隔は、例えば、５マイクロメートル以上であることが好ましく、望ましくは１５マイクロメートル以下である。また、第１の領域２１ｃにおける深さＤは、５〜１０マイクロメートル程度が好ましく、本実施の半導体レーザでは、８マイクロメートル程度が良い。
【００３２】
図１および図２（Ａ）に示されように、活性領域２１の端面２１ａは、傾斜している。この傾斜角Ａｎｇｌｅは、６０〜８０度程度が好ましい。この角度により、より小さなエネルギを有する安定な表面を形成するようにＩｎＰ半導体領域１９が成長する。
【００３３】
半導体レーザ１１、１１ａでは、ＩｎＰ半導体領域１９の表面１９ａは（０１１）面または（０１−１）面を有しており、活性領域２１の端面２１ａは（０１１）面または（０１−１）面に傾斜する面に沿っている。活性領域２１の傾斜した端面２１ａにＩｎＰを成長すると、（００１）面または（０１−１）面を有するミラー面が提供される。
【００３４】
図２（Ｂ）は、第１の実施の形態に係る半導体レーザ１１ｂの別の変形例を示す図面である。半導体光素子１１ｂでは、ＩｎＰ半導体領域１９は、プロトン注入された領域２０を含むことが好ましい。この半導体光素子１１ｂによれば、クラッドに繋がるＩｎＰ半導体領域１９が、プロトン注入により高抵抗になる。好適な実施例では、プロトン注入された領域における水素濃度は、１×１０１８〜１×１０２０ｃｍ−３であることが好ましい。なお、半導体光素子１１ｂにおいて必要な場合には、コンタクト層３３ａに替えてコンタクト層３３を用いることができる。
【００３５】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、劈開によらずミラー端面を形成可能な構造を有する半導体光素子が提供される。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）および図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照しながら、第２の実施の形態に係る半導体レーザを作製する方法を説明する。引き続く説明において、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）および図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、メサ部を横切る方向（例えば＜０１１＞または＜０１−１＞）断面における構造を示している。図３（Ａ）は、エピタキシャル成長工程を示す図面である。複数のIII−Ｖ化合物半導体層を含む半導体領域４１をｎ型ＩｎＰウエハ４３上に形成する。図３（Ａ）には、ＩｎＰウエハ４３の（１００）面上に成長されたｎ型ＩｎＰクラッド膜４５、活性領域４７、第１のｐ型ＩｎＰクラッド膜４９、第２のｐ型ＩｎＰクラッド膜５１およびｐ型コンタクト膜５３が半導体領域４１として現れている。
【００３７】
次いで、図３（Ｂ）に示されるように、ｐ型コンタクト膜５３上にマスク５５を形成する。マスク５５の材料としては、例えばシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜といった無機絶縁膜を用いることができる。マスク５５は、半導体レーザのチップサイズ（例えば、３００マイクロメートル）間隔で設けられた開口５５ａを有する。開口５５ａのサイズは、例えば、１０〜３０マイクロメートル程度であることが好ましい。開口５５ａはメサストライプとほぼ垂直に伸びている。開口５５ａは、［０１１］方向および［０１−１］方向の少なくともいずれか一方向に伸びている。
【００３８】
このマスク５５を用いて、半導体領域４１ａをエッチングする。III−V化合物半導体領域４１ａは、このエッチングにより形成される溝５７を有する。溝５７の側面５７ａには、活性領域４７ａの端面が現れている。溝５７はＩｎＰ半導体領域に到達しており、例えばＩｎＰクラッド膜４５ａに到達しており、またＩｎＰウエハ４３に到達していることが好ましい。本実施の形態では、溝５７の側面５７ａには、活性領域４７ａを挟むＩｎＰクラッド膜４５ａ、４９ａの端面が現れている。溝５７の底面５７ｂには、ＩｎＰウエハ４３ａの半導体領域が現れている。エッチングは、ウエットエッチング法またはドライエッチング法を用いることができる。エッチャント５９としては次のものを用いることができる。ドライエッチングであれば、例えばＣＨ４／Ｈ２ガス、或いはＣｌ２ガスを用いることができる。ウエットエッチングであれば、例えばＨＣｌ／Ｈ２ＮＯ３の混合液を用いることができる。これらいずれかの方法により、順テーパのついた溝５７を形成することができる。溝５７の側面の角度は、６０〜８０度程度が好ましい。
【００３９】
図３（Ｃ）に示されるように、ＩｎＰ半導体領域４３ａ、４５ａ内の構成原子のマストランスポートを引き起こして、活性領域４７ａの端面上にＩｎＰ領域６１を形成する。この方法では、半導体領域４１ａに形成された溝５７の側面５７ａにＩｎＰ領域６１を形成しているので、該側面５７ａに現れた活性領域４７ａの端面上にはＩｎＰ結晶が成長する。このＩｎＰ結晶の表面はミラー面である。
【００４０】
マストランスポートを生じさせるためには、一般的な有機金属気相成長（ＯＭＶＰＥ）装置を用いることができる。この装置の反応炉内に、摂氏６００度から７００度の温度で、Ｈ２およびＰＨ３を含む雰囲気６３を設ける。ＩｎＰ領域をＰＨ３を含む雰囲気で加熱すると、ＩｎＰ半導体領域４５ａ、４３ａの表面でインジウム（Ｉｎ）原子が移動する。この移動により、半導体領域４１ａの形状が変化して半導体領域４１ｂになる。原子の移動は表面エネルギーが小さくなる方向に進む。表面張力により表面の凹凸が小さく滑らかになるように、半導体領域６１の表面６１ａが形成される。しかし、（０１１）面、（０１−１）面などの結晶面は、表面の原子の配列が安定な構造であるので、これらの結晶面からわずかに傾斜した結晶面に対して、マストランスポートを起こすと、エネルギーの小さな（０１１）面或いは（０１−１）が自己形成的に構成される。マストランスポートが生じる前の傾斜面が緩やかであると、（１１１）面などが出てしまうことがあるので、マストランスポートを起こす前の傾斜面の角度は６０度から８０度であることが望ましい。マストランスポートにより生じた結晶面は、平滑かつ面方位が適切であるので、レーザの共振器のミラーとして適している。
【００４１】
マストランスポートにより成長されるＩｎＰ半導体領域６１は、半導体レーザに発生される光のモードフィールド径程度のサイズに成長させることが望ましく、ＩｎＰ半導体領域６１の表面の大きさ、つまり（０１１）面或いは（０１−１）面などの結晶面の大きさも、このモードフィールド径程度のサイズであることが好ましい。このような結晶面の形成は、マストランスポートの温度や、処理の時間、ＰＨ３流量などを調整することによって制御できる。特に適した条件としては、２％のＰＨ３ガス（全ガス流量に対する体積％、水素をキャリアガスに用いる場合には水素中のＰＨ３の体積比率）を水素ガスに添加したガスを流しながら、摂氏６８０度の温度、１００ｈＰａの圧力、３０分間処理するのが良い。ＩｎＰ領域６１は、活性領域に比べてバンドギャップが大きいので、活性領域からの光を吸収することはない。
【００４２】
必要な場合には、マストランスポート工程の後に、続けて、ＰＨ３に加えてトリメチルインジウムを更に流して、ＩｎＰ半導体を成長することにより、活性領域４７ａの端面上にＩｎＰ領域の厚みを大きくすることができる。成長においてもマストランスポートと同じように表面エネルギーが小さな上記のような結晶面が自己形成的に作られる。
【００４３】
ＩｎＰ領域６１が形成された後に、エッチングマスクを除去する。次いで、図４（Ａ）に示されるように、保護膜６５を形成する。保護膜６５は、コンタクト膜５３ａの表面だけでなく、溝５７の底面および溝５７の側面（例えば、ＩｎＰ領域６１の表面）上にも形成される。なお、保護膜の厚みは、ＤＦＢレーザの場合には、反射率が低くなる構造、ＦＰレーザの場合には反射率が高くなる構造など、レーザの用途に合わせて調整される。
【００４４】
図４（Ｂ）に示されるように、保護膜６５に開口を形成した後に、アノード電極６７を形成する。ＩｎＰウエハ４３ｂの裏面にカソード電極６９を形成する。この後に、図４（Ｃ）に示されるように、溝５７に沿ってＩｎＰウエハ４３ｂを切断する。この切断は、例えば、劈開により行われる。この方法によれば、半導体光素子のチップを劈開により作製可能であると共に、劈開によること無く作製されたミラー面を得ることができる。切断により、複数のレーザバーおよび半導体レーザのチップが作製される。なお、切断の位置は、半導体レーザのチップからの光が、延出するＩｎＰ基板のエッジ部Ｅにより遮られることがないように位置決めされる。
【００４５】
マストランスポートにより形成されたＩｎＰ半導体は、ＩｎＰ基板と同じ導電型をもっている。したがって、電流を活性領域に効率的に注入するためには、既に説明したように、半導体領域の端面近傍のコンタクト層を除去し、アノード電極も該端面からセットバックされていることが望ましい。あるいは、マストランスポートしてきたＩｎＰ半導体領域にプロトン注入をするなどの方法で、端面を高抵抗化しても良い。
【００４６】
以上説明したように、実施の形態に係る半導体光素子を作製する方法よれば、半導体光素子のミラー端面を劈開によらず形成する方法が提供される。
【００４７】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る半導体レーザを示す図面である。
【図２】図２（Ａ）は、第１の実施の形態に係る半導体レーザの一の変形例を示す図面である。図２（Ｂ）は、第１の実施の形態に係る半導体レーザの別の変形例を示す図面である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、第２の実施の形態に係る半導体レーザを作製する方法を説明する図面である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、第２の実施の形態に係る半導体レーザを作製する方法を説明する図面である。
【符号の説明】
【００４９】
１１、１１ａ、１１ｂ…半導体レーザ、１３…III−V化合物半導体領域、１５…III−V化合物半導体領域、１７…活性領域、１９…ＩｎＰ半導体領域、２１…ＩｎＰ基板、２５…第１導電型クラッド層、２７…第２導電型クラッド層、２９…ブロック領域、２９ａ…第２導電型のブロック層、２９ｂ…第１導電型のブロック層、３１…第２導電型クラッド層、３３…コンタクト層、４１…半導体領域、４３、４３ａ、４３ｂ…ｎ型ＩｎＰウエハ、４５、４５ａ…ｎ型ＩｎＰクラッド膜、４７、４７ａ…活性領域、４９、４９ａ…第１のｐ型ＩｎＰクラッド膜、５１…第２のｐ型ＩｎＰクラッド膜、５３、５３ａ…ｐ型コンタクト膜、５５…マスク、５５ａ…開口、５７…溝、５７ａ…溝側面、５９…エッチャント、６１…ＩｎＰ領域、６５…保護膜、６７…アノード電極、６９…カソード電極  
【図１】
2006245132.tif 000003
【図２】
2006245132.tif 000004
【図３】
2006245132.tif 000005
【図４】
2006245132.tif 000006